CN106337570B - 钢管注浆快速加固柱结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢筋混凝土柱结构加固领域，具体为一种钢管注浆快速加固柱结构及施工方法。钢管注浆快速加固柱结构的截面形式可以是圆形，也可以是方形。圆形截面的钢管注浆快速加固柱结构包括两个半外包圆钢管和环形约束箍，方形截面的钢管注浆快速加固柱结构包括两个半外包方钢管和方形约束箍。本发明采用外包两个半钢管的方法，外包的两个半钢管可兼做模板，避免了现场支模施工。在施工工艺上，只需现场安装固定半钢管，注入高强灌浆料，操作流程简单。待注入灌浆料凝固膨胀后进行的两个半钢管的焊接，避免了钢管壁因焊接造成的局部屈曲和对焊接技术工人的高要求，因此该种加固方法简单易行。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土柱结构加固领域，具体为一种钢管注浆快速加固柱结构及施工方法。
背景技术
在实际工程中，常常因为结构的使用功能设计变更、施工中质量缺陷、自然灾害、老化等原因，引起钢筋混凝土柱承载力不足，此时需对钢筋混凝土柱加固。目前对钢筋混凝土柱的加固方法较多，包括增大截面、外包钢、碳纤维加固等方法，存在施工程序复杂，或施工速度较慢，或加固后的柱截面较大等不足。为此，提出钢管注浆快速加固柱结构及施工方法，以快速加固钢筋混凝土柱。
发明内容
本发明的目的在于提出一种钢管注浆快速加固柱结构及施工方法，该种加固方法施工工艺简单，施工速度快，加固后柱结构具有很高的承载力。
本发明的技术方案是：
一种钢管注浆快速加固柱结构，其特征在于，该结构包括两个半外包圆钢管和环形约束箍，半外包圆钢管的内直径大于普通钢筋混凝土圆柱的外直径，一个半外包圆钢管上设置圆形注浆孔；环形约束箍为两个相对的半环通过配套的螺栓、螺母连接而成，环形约束箍的内径同半外包圆钢管的外径。
所述的钢管注浆快速加固柱结构，注浆孔的直径8-12cm，注浆孔位于距离半外包圆钢管上边缘1/5柱高位置处。
所述的钢管注浆快速加固柱结构，还包括PVC注浆管，PVC注浆管的外直径比注浆孔直径小1-2mm，PVC注浆管为中间长、两端短的弯折形结构，注浆管中间较长部分的竖向高度大于注浆孔到半外包圆钢管上端面的距离。
一种钢管注浆快速加固柱结构，该结构包括两个半外包方钢管和方形约束箍，一个半外包方钢管上设置圆形注浆孔；方形约束箍为两个相对的角钢通过配套的螺栓、螺母连接而成，方形约束箍的内部边长同半外包方钢管的外边长。
所述的钢管注浆快速加固柱结构，两个半外包方钢管分别为两块钢板组成的角钢结构。
所述的钢管注浆快速加固柱结构，注浆孔的直径8-12cm，注浆孔位于距离半外包方钢管上边缘1/5柱高位置处。
所述的钢管注浆快速加固柱结构，还包括PVC注浆管，PVC注浆管的外直径比注浆孔直径小1-2mm，PVC注浆管为中间长、两端短的弯折形结构，注浆管中间较长部分的竖向高度大于注浆孔到半外包方钢管上端面的距离。
所述的钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，具体施工过程如下：
(1)将两片半外包圆钢管按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土圆柱外；将环形约束箍分别置于半外包圆钢管的上、下端及中部位置，并将环形约束箍采用配套的螺栓、螺母连接紧密；
(2)在两个半外包圆钢管对接后的连接接缝处注入速干胶；
(3)在注浆孔位置以下的半外包圆钢管内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料注入半外包圆钢管内；当灌浆到注浆孔的位置时，将PVC注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹速干胶，在PVC注浆管的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料；
(4)注浆完成后，等待2小时，待高强灌浆料达到设计强度后，去除速干胶，在半外包圆钢管的连接处采用焊接连接，将环形约束箍拆除，并切除PVC注浆管。
所述的钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，具体施工过程如下：
(1)将两片半外包方钢管按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土方柱外，将方形约束箍分别置于半外包方钢管的上、下端及中部位置，并将方形约束箍采用配套的螺栓、螺母连接紧密；
(2)在两个半外包方钢管对接后的连接接缝处注入速干胶；
(3)在注浆孔位置以下的半外包方钢管内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料注入半外包方钢管内；当灌浆到注浆孔的位置时，将PVC注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹速干胶，在PVC注浆管的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料；
(4)注浆完成后，等待2小时，待高强灌浆料达到设计强度后，去除速干胶，在半外包方钢管的连接处采用焊接连接，将方形约束箍拆除，并切除PVC注浆管。
本发明具有以下特点及有益效果：
1、采用本发明加固柱结构及施工方法，因为采用外包两个半钢管的方法，外包的两个半钢管可兼做模板，避免了现场支模施工；在施工工艺上，只需现场安装固定半钢管，然后注入高强灌浆料，操作流程简单；钢管的焊接，是待注入灌浆料凝固膨胀后进行的，避免了钢管壁因焊接造成的局部屈曲和对焊接技术工人的高要求，因此该种加固方法简单易行。
2、采用本发明加固柱结构及施工方法，因为在钢管和混凝土柱之间灌注高强灌浆料，高强灌浆料本身具有很高的强度，同时具有膨胀性，加强了钢管对高强灌浆料和混凝土柱的约束，大大提高了加固混凝土柱的承载力。
3、本发明外包钢管与混凝土柱间的高强灌浆料，具有硬化速度快的特点，一般在2小时即可达到设计强度，因此该种加固方法施工速度快。
附图说明
图1是本发明中的两个半外包圆钢管的三维图。
图2是本发明中的两个半外包方钢管的三维图。
图3是本发明中环形约束箍的三维图。
图4是本发明中方形约束箍的三维图。
图5是本发明中PVC注浆管的三维图。
图6是本发明中半外包圆钢管在普通钢筋混凝土圆柱外的定位组装三维图。
图7是本发明中环形约束箍、半外包圆钢管组装过程的三维图。
图8是本发明中环形约束箍组装完成的三维图。
图9是本发明中高强灌浆料注入半外包圆钢管完成的三维图。
图10是本发明中去除环形约束箍、PVC注浆管，并对半外包圆钢管施加焊缝连接后的三维图。
图11是本发明中半外包方钢管在普通钢筋混凝土方柱外定位组装的三维图。
图12是本发明中方形约束箍、半外包方钢管组装过程的三维图。
图13是本发明中方形约束箍组装完成的三维图。
图14是本发明中高强灌浆料注入半外包方钢管完成的三维图。
图15是本发明中去除方形约束箍、PVC注浆管，并对半外包方钢管施加焊缝连接后的三维图。
图中，1.半外包圆钢管；2.半外包方钢管；3.注浆孔；4.环形约束箍；5.方形约束箍；6.螺栓；7.螺母；8.PVC注浆管；9.速干胶；10.高强灌浆料；11.普通钢 筋混凝土圆柱；12.普通钢筋混凝土方柱。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明钢管注浆快速加固柱结构的截面形式可以是圆形，也可以是方形。
如图1-图15所示，本发明钢管注浆快速加固柱结构，主要包括：半外包圆钢管1、半外包方钢管2、注浆孔3、环形约束箍4、方形约束箍5、螺栓6、螺母7、PVC注浆管8、速干胶9、高强灌浆料10、普通钢筋混凝土圆柱11、普通钢筋混凝土方柱12等，具体结构如下：
如图1、图10所示，本发明中的两个半外包圆钢管1，其内直径大于普通钢筋混凝土圆柱11的外直径，普通钢筋混凝土圆柱11的外直径具体值依据加固柱结构需要达到的强度计算确定。其中，一个半外包圆钢管1上设置圆形注浆孔3，注浆孔3的直径8-12cm。注浆孔3位于距离半外包圆钢管1上边缘1/5柱高位置处，目的是防止与钢管口的距离太小，产生应力集中，使半外包圆钢管1易于破坏，同时也是保证在后续灌浆时，灌浆操作空间大，便于施工。
如图2所示，本发明中的两个半外包方钢管2，分别为两块钢板焊接而成(也可直接轧制或采用其它工艺制作)的角钢结构。其中，一个半外包方钢管2上设置圆形注浆孔3，注浆孔3的直径8-12cm。注浆孔3位于距离半外包方钢管2上边缘1/5柱高位置处，目的是防止与钢管口的距离太小，产生应力集中，使半外包方钢管2易于破坏，同时也是保证在后续灌浆时，灌浆操作空间大，便于施工。
如图3所示，本发明中的环形约束箍4为两个相对的半环通过配套的螺栓6、螺母7连接而成，环形约束箍4的内径同半外包圆钢管1的外径，环形约束箍4的厚度依据计算确定，计算依据为其环向约束力大于内部灌注高强灌浆料的膨胀力。
如图4、图11所示，本发明中的方形约束箍5为两个相对的角钢通过配套的螺栓6、螺母7连接而成，方形约束箍5的内部边长同半外包方钢管2的外边长，方形约束箍5的厚度依据计算确定，计算依据为其环向约束力大于内部灌注高强灌浆料的膨胀力。
如图5所示，本发明中的PVC注浆管8，PVC注浆管8的外直径比注浆孔3直径小1-2mm。PVC注浆管8为中间长、两端短的弯折形结构，基于连通器原理，为了成功灌浆，注浆管8的较长部分的竖向高度要大于注浆孔3到半外包圆钢管1或半外包方钢管2上端面的距离。
如图6-图10所示，本发明圆形截面的钢管注浆快速加固柱结构，具体施工过程如下：
如图6所示，将两片半外包圆钢管1按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土圆柱11外。然后，如图7和图8所示，将环形约束箍4分别置于半外包圆钢管1的上、下端及中部位置，并将环形约束箍4采用配套的螺栓6、螺母7连接紧密。
如图8所示，在两个半外包圆钢管1对接后的连接接缝处注入速干胶9，目的是防止后续灌注的高强灌浆料10时渗漏。
如图9所示，在注浆孔3位置以下的半外包圆钢管1内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料10注入半外包圆钢管1内；当灌浆到注浆孔3的位置时，将PVC注浆管8较短的一端插入注浆孔3内，在二者接触部分涂抹速干胶9，然后在PVC注浆管8的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料10。
如图10所示，注浆完成后，等待2小时，待高强灌浆料10达到设计强度后，去除速干胶9，然后在半外包圆钢管1的连接处采用焊接连接。最后，将环形约束箍4拆除，并切除PVC注浆管8。
如图11-图15所示，本发明方形截面的钢管注浆快速加固柱结构，其实施过程同圆形截面的钢管注浆快速加固柱结构，具体施工过程如下：
如图11所示，将两片半外包方钢管2按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土方柱12外。然后，如图12和图13所示，将方形约束箍5分别置于半外包方钢管2的上、下端及中部位置，并将方形约束箍5采用配套的螺栓6、螺母7连接紧密。
如图13所示，在两个半外包方钢管2对接后的连接接缝处注入速干胶9，目的是防止后续灌注的高强灌浆料10时渗漏。
如图14所示，在注浆孔3位置以下的半外包方钢管2内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料10注入半外包方钢管2内；当灌浆到注浆孔3的位置时，将PVC注浆管8较短的一端插入注浆孔3内，在二者接触部分涂抹速干胶9，然后在PVC注浆管8的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料10。
如图15所示，注浆完成后，等待2小时，待高强灌浆料10达到设计强度后，去除速干胶9，然后在半外包方钢管2的连接处采用焊接连接。最后，将方形约束箍5拆除，并切除PVC注浆管8。
本发明中，高强灌浆料为CGMJM-Ⅵ，其抗压强度100MPa-120MPa，也可选用其它达到该抗压强度的高强灌浆料。
Claims (2)
1.一种钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，该结构包括两个半外包圆钢管，半外包圆钢管的内直径大于普通钢筋混凝土圆柱的外直径，一个半外包圆钢管上设置圆形注浆孔；其特征在于，该结构还包括环形约束箍，环形约束箍为两个相对的半环通过配套的螺栓、螺母连接而成，环形约束箍的内径同半外包圆钢管的外径；
注浆孔的直径8-12cm，注浆孔位于距离半外包圆钢管上边缘1/5柱高位置处；
还包括PVC注浆管，PVC注浆管的外直径比注浆孔直径小1-2mm，PVC注浆管为中间长、两端短的弯折形结构，注浆管中间较长部分的竖向高度大于注浆孔到半外包圆钢管上端面的距离；
所述的钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，具体施工过程如下：
（1）将两片半外包圆钢管按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土圆柱外；将环形约束箍分别置于半外包圆钢管的上、下端及中部位置，并将环形约束箍采用配套的螺栓、螺母连接紧密；
（2）在两个半外包圆钢管对接后的连接接缝处注入速干胶；
（3）在注浆孔位置以下的半外包圆钢管内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料注入半外包圆钢管内；当灌浆到注浆孔的位置时，将PVC注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹速干胶，在PVC注浆管的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料；
（4）注浆完成后，等待2小时，待高强灌浆料达到设计强度后，去除速干胶，在半外包圆钢管的连接处采用焊接连接，将环形约束箍拆除，并切除PVC注浆管。
2.一种钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，该结构包括两个半外包方钢管，一个半外包方钢管上设置圆形注浆孔；其特征在于，该结构还包括方形约束箍，方形约束箍为两个相对的角钢通过配套的螺栓、螺母连接而成，方形约束箍的内部边长同半外包方钢管的外边长；
两个半外包方钢管分别为两块钢板组成的角钢结构；
注浆孔的直径8-12cm，注浆孔位于距离半外包方钢管上边缘1/5柱高位置处；
还包括PVC注浆管，PVC注浆管的外直径比注浆孔直径小1-2mm，PVC注浆管为中间长、两端短的弯折形结构，注浆管中间较长部分的竖向高度大于注浆孔到半外包方钢管上端面的距离；
所述的钢管注浆快速加固柱结构的施工方法，具体施工过程如下：
（1）将两片半外包方钢管按设计要求定位安装在普通钢筋混凝土方柱外，将方形约束箍分别置于半外包方钢管的上、下端及中部位置，并将方形约束箍采用配套的螺栓、螺母连接紧密；
（2）在两个半外包方钢管对接后的连接接缝处注入速干胶；
（3）在注浆孔位置以下的半外包方钢管内，采用漏斗直接灌注的方法，将高强灌浆料注入半外包方钢管内；当灌浆到注浆孔的位置时，将PVC注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹速干胶，在PVC注浆管的另一端连接漏斗，通过漏斗注入高强灌浆料；
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